Н-iron процесс
Н-iron процесс
Восстановление мелких руд или концентратов проводят в кипящем слое, используя водород. Чтобы предотвратить слипание частичек восстановленного железа, процесс ведут при низкой температуре (около 500° С), а необходимую скорость процесса обеспечивают высоким давлением (выше 1,5 Мн/м2, или 15 am). Поскольку процесс ведут при низкой температуре, губчатое железо характеризуется повышенной пирофорностью. Для предотвращения его окисления на воздухе принимают специальные меры, например нагрев до 820—880° С, с последующим охлаждением в восстановительной или нейтральной атмосфере.
Для создания кипящего слоя необходимо через решетку, на которой находится зернистый материал, подавать газ с определенной скоростью. Эта скорость зависит от диаметра и удельного веса частиц и в первом приближении пропорциональна квадратному корню из произведения диаметра частицы на ее плотность. Если превысить эту скорость, то частицы перейдут из псевдоожиженного (кипящего) состояния в состояние «пневмотранспорта», т. е. будут уноситься газами. Это обстоятельство ограничивает производительность агрегатов с кипящим слоем и требует применения материалов с узкими пределами по размерам.
Способ восстановления мелких железорудных материалов водородом в кипящем слое при высоком давлении нашел промышленное применение. Для производства 1 т железного порошка расходуется 630—650 м3 водорода, около 430 Мдж (120 квт-ч) электроэнергии, а также азот, вода и кислород. Общие энергетические затраты в пересчете на тепло составляют 19,6—25 Мдж (4,7— 6 млн. ккал) на 1 т получаемого губчатого железа.
Способ Каваноф
По этому способу губчатое железо получают из весьма богатых магнетитовых концентратов на движущейся колосниковой решетке и подвергают прокатке на слябы в горячем состоянии.
Схема процесса показана на рис. 1-66. Слой богатого концентрата нагревают отходящими из печи газами с температурой около 1000° С. Вследствие окисления Fe304 до Fe203 температура в слое повышается до 1200° С, а слой приобретает значительную пористость. Далее через него продувают подогретый до 1100° С восстановительный газ, содержащий Н2 и СО. Процесс восстановления Fe203 до Fe завершается примерно в течение 1 ч. Слой губчатого железа после разрезки на куски в горячем состоянии обжимают в прокатных валках. Содержание углерода в железе регулируют, изменяя состав газа. Если в шихту вводить ферросплавы, то можно получать легированный металл.